一种复合砂轮及其加工工艺的制作方法

本发明涉及磨具加工工艺，尤其是一种复合砂轮及其加工工艺。

背景技术：

砂轮又称固结磨具，是由结合剂将普通磨料固结成一定形状（多数为圆形，中央有通孔），并具有一定强度的固结磨具。其一般由磨料、结合剂和气孔构成，这三部分常称为固结磨具的三要素。按照结合剂的不同分类，常见的有陶瓷（结合剂）砂轮、树脂（结合剂）砂轮、橡胶（结合剂）砂轮。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定。

目前大多数砂轮结构耐腐蚀性差，并且随时间的延长有失效和自动脱落的现象存在，根本无法用于干磨，并且磨削性能不可靠。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合砂轮及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合砂轮及其加工工艺，所述砂轮包括所述切削部、钢轮和结合部，钢轮外缘设有摩擦纹，切削部环绕钢轮设置，切削部和钢轮之间设有结合部；

其工艺步骤如下：

1)锻烧：称取30目金刚石50～65份、30目碳化硅15～20份、50目高岭石18～25份、冰晶石5～10份、氧化铝20～30份、300目氮化硼12～20份混在一起放入锻烧炉，1080℃下煅烧40～50min，自然冷却至200℃出炉，用80目筛网过筛得到煅烧混合物；

2)球磨：将氧化钇、煅烧混合物放入粉碎机中一起放入球磨机中球磨5～6小时，用320目筛网过筛得到切削部；

3)混料：将步骤2）切削部物料及25～30份酚醛树脂、3～9份γ-氨丙基三乙氧基硅烷一起放入混料机中混制20～30分钟，用15目筛网过筛得到钢轮；将步骤2）切削部物料及8～12份聚酰亚胺，5～10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，12～22份铝矾土，用320目筛网过筛得到结合部；

4)成型：将外周毛糙的钢轮置入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中的钢轮周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为150～170℃，保温1～1.5h得到半成品，将半成品放入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中半成品周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为150～200℃，保温2～3h，冷却至室温后得砂轮胚体；升温到850℃条件下烧结7～8小时成型，得到所述高效稀土陶瓷复合砂轮；再将烧结后的砂轮坯体经车床和磨床进行加工，即可得复合砂轮。

本发明有益效果：稳定性好、结构简单，可运用于砂轮磨光机构等装置，安全可靠，经检测其回转强度≥100米/秒；静平衡k系数≤0.20；硬度63；磨削硬质合金材料磨除率可达1.8mm3/(mm.s)以上，可用于干磨，耐400℃高温。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种复合砂轮及其加工工艺，包括所述砂轮包括所述切削部1、钢轮3和结合部2，钢轮3外缘设有摩擦纹4，切削部1环绕钢轮3设置，切削部1和钢轮3之间设有结合部2。

实施例1

1)锻烧：称取30目金刚石50份、30目碳化硅20份、50目高岭石25份、冰晶石10份、氧化铝20份、300目氮化硼20份混在一起放入锻烧炉，1080℃下煅烧50min，自然冷却至200℃出炉，用80目筛网过筛得到煅烧混合物；

2)球磨：将氧化钇、煅烧混合物放入粉碎机中一起放入球磨机中球磨5小时，用320目筛网过筛得到切削部；

3)混料：将步骤2）切削部物料及30份酚醛树脂、3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷一起放入混料机中混制30分钟，用15目筛网过筛得到钢轮；将步骤2）切削部物料及12份聚酰亚胺，10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，12份铝矾土，用320目筛网过筛得到结合部；

4)成型：将外周毛糙的钢轮置入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中的钢轮周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为150℃，保温1h得到半成品，将半成品放入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中半成品周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为200℃，保温2h，冷却至室温后得砂轮胚体；升温到850℃条件下烧结7小时成型，得到所述高效稀土陶瓷复合砂轮；再将烧结后的砂轮坯体经车床和磨床进行加工，即可得复合砂轮。

经检测其回转强度为101米/秒；静平衡k系数为0.18；硬度65；磨削硬质合金材料磨除率可达1.9mm3/(mm.s)，可用于干磨，耐405℃高温。

实施例2

1)锻烧：称取30目金刚石60份、30目碳化硅18份、50目高岭石20份、冰晶石80份、氧化铝25份、300目氮化硼16份混在一起放入锻烧炉，1080℃下煅烧15min，自然冷却至200℃出炉，用80目筛网过筛得到煅烧混合物；

2)球磨：将氧化钇、煅烧混合物放入粉碎机中一起放入球磨机中球磨5.5小时，用320目筛网过筛得到切削部；

3)混料：将步骤2）切削部物料及28份酚醛树脂、6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷一起放入混料机中混制25分钟，用15目筛网过筛得到钢轮；将步骤2）切削部物料及10份聚酰亚胺，8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，17份铝矾土，用320目筛网过筛得到结合部；

4)成型：将外周毛糙的钢轮置入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中的钢轮周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为160℃，保温1.5h得到半成品，将半成品放入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中半成品周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为180℃，保温2.5h，冷却至室温后得砂轮胚体；升温到850℃条件下烧结7.5小时成型，得到所述高效稀土陶瓷复合砂轮；再将烧结后的砂轮坯体经车床和磨床进行加工，即可得复合砂轮。

经检测其回转强度为103米/秒；静平衡k系数为0.16；硬度64；磨削硬质合金材料磨除率可达2.1mm3/(mm.s)，可用于干磨，耐403℃高温。

实施例3

1)锻烧：称取30目金刚石65份、30目碳化硅15份、50目高岭石18份、冰晶石5份、氧化铝30份、300目氮化硼12份混在一起放入锻烧炉，1080℃下煅烧40min，自然冷却至200℃出炉，用80目筛网过筛得到煅烧混合物；

2)球磨：将氧化钇、煅烧混合物放入粉碎机中一起放入球磨机中球磨6小时，用320目筛网过筛得到切削部；

3)混料：将步骤2）切削部物料及25份酚醛树脂、9份γ-氨丙基三乙氧基硅烷一起放入混料机中混制20分钟，用15目筛网过筛得到钢轮；将步骤2）切削部物料及8份聚酰亚胺，5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，22份铝矾土，用320目筛网过筛得到结合部；

4)成型：将外周毛糙的钢轮置入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中的钢轮周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为170℃，保温1.5h得到半成品，将半成品放入相应的模具中心，将步骤3）混制好的物料放入模具中半成品周边，移入油压机对模具进行双面加压，压力为100mpa，保压温度为150℃，保温3h，冷却至室温后得砂轮胚体；升温到850℃条件下烧结8小时成型，得到所述高效稀土陶瓷复合砂轮；再将烧结后的砂轮坯体经车床和磨床进行加工，即可得复合砂轮。

经检测其回转强度为102米/秒；静平衡k系数为0.17；硬度63；磨削硬质合金材料磨除率可达2.0mm3/(mm.s)，可用于干磨，耐406℃高温。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。